能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造及其施工方法，在斜拉橋兩塔鋼箱梁跨中設(shè)預(yù)留結(jié)構(gòu)縫，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫一端的鋼箱梁與剪力鉸內(nèi)嵌小鋼箱梁的一端采用焊接或者栓接的方式固定；另一端的斜拉橋鋼箱梁設(shè)置插槽，插槽內(nèi)安裝剪力鉸專用支座，外裝剪力鉸限位裝置。施工方法是選擇剪力鉸構(gòu)造的最佳位置，根據(jù)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算剪力鉸需設(shè)置的伸縮量ΔL，根據(jù)伸縮量需要設(shè)置預(yù)留結(jié)構(gòu)縫，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫一端的鋼箱梁與內(nèi)嵌小鋼箱梁的一端連接；另一端的插槽內(nèi)安可滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的剪力鉸專用支座，裝剪力鉸限位裝置。本發(fā)明縮短了鋼梁的溫度跨度，鋼箱梁梁端伸縮量值減小，溫度荷載作用下主塔兩側(cè)斜拉索索力變化基本一致，顯著降低了主塔的彎矩。
【專利說明】能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼箱梁斜拉橋因其自重小，施工方便等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于大跨度斜拉橋中。但在鋼箱梁斜拉橋中，溫度荷載帶來的效應(yīng)十分明顯。據(jù)分析，斜拉橋各構(gòu)件對(duì)溫度荷載敏感性較強(qiáng)。研究表明體系溫差、索梁溫差會(huì)對(duì)主塔彎矩、塔頂位移，梁端位移帶來較大的影響。
[0003]對(duì)于鋼箱梁的斜拉橋，由于鋼材線膨脹系數(shù)較大，當(dāng)鋼箱梁溫度跨度較大時(shí)，溫度變化造成的鋼箱梁兩端伸縮量值較大。由于鋼梁變形與斜拉索變形不一致，鋼梁伸縮時(shí)牽動(dòng)與之相連的斜拉索，導(dǎo)致斜拉索索力變化。索力變化在塔的左右兩側(cè)并不相等，造成斜拉橋的主塔兩側(cè)索在溫度力作用下索力一側(cè)增大而另一側(cè)減小，使得橋塔根部產(chǎn)生較大的彎矩，增大了主塔以及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)難度。
[0004]針對(duì)上述情況，優(yōu)化鋼箱梁斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系，減小溫度效應(yīng)對(duì)其影響，既可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力，提高結(jié)構(gòu)的安全性，又可以減少工程量，降低工程造價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確；工程造價(jià)低，可顯著降低溫度荷載作用下主塔的彎矩的能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造。
[0006]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造，在斜拉橋兩塔鋼箱梁的跨中設(shè)置預(yù)留結(jié)構(gòu)縫，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫一端的鋼箱梁與剪力鉸內(nèi)嵌小鋼箱梁的一端采用焊接或者栓接的方式固定；另一端的斜拉橋鋼箱梁設(shè)置插槽，插槽內(nèi)安裝剪力鉸專用支座；插槽外裝剪力鉸限位裝置；
[0007]所述剪力鉸專用支座的上墊板通過螺栓連接在鋼箱梁的內(nèi)部，下墊板通過螺栓連接在小鋼箱梁上；球冠襯板與上墊板相連，支座下座板頂面凹槽與球冠襯板及其下的球面聚四氟乙烯滑板吻合；支座下墊板與下座板之間設(shè)置平面聚四氟乙烯滑板，下墊板上有供平面聚四氟乙烯滑板滑動(dòng)的不銹鋼板。
[0008]能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造的施工方法，具體步驟如下:
[0009]I)選擇剪力鉸構(gòu)造的最佳布置位置，兩塔斜拉橋選擇在鋼箱梁的跨中；多塔斜拉橋根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)；
[0010]2)根據(jù)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算剪力鉸需設(shè)置的伸縮量AL，其中由溫度荷載造成的伸縮量表達(dá)式為AL=aLAT，式中，a為鋼材線膨脹系數(shù)，L為鋼箱梁的溫度跨度，Λ T為溫度變化量；
[0011]3)在需要設(shè)置剪力鉸構(gòu)造的位置，根據(jù)伸縮量需要設(shè)置預(yù)留結(jié)構(gòu)縫，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫寬度不小于AL ;預(yù)留結(jié)構(gòu)縫一端的鋼箱梁與內(nèi)嵌小鋼箱梁的一端采用焊接或者栓接的方式固定；另一端的斜拉橋鋼箱梁設(shè)置插槽，插槽內(nèi)安裝剪力鉸專用支座；
[0012]4)斜拉橋安裝剪力鉸構(gòu)造時(shí)，先將帶有插槽的鋼箱梁安裝到位，再將帶有內(nèi)嵌小箱梁的鋼箱梁準(zhǔn)確定位，并安裝在的插槽內(nèi)的剪力鉸專用支座之間，安裝完畢后安裝剪力鉸限位裝置。
[0013]本發(fā)明在鋼箱梁跨中將鋼梁斷開，其中一端斷開處設(shè)置成內(nèi)嵌式小箱梁，插入到另一端鋼箱梁中。內(nèi)嵌式小鋼箱梁與原鋼箱梁通過剪力鉸專用支座連接，內(nèi)嵌式小鋼箱梁可相對(duì)滑動(dòng)并允許有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)，沿順橋向可以自由伸縮，傳遞豎向剪力，但不傳遞彎矩，這種形成的構(gòu)造稱之為剪力鉸。
[0014]本發(fā)明通過設(shè)置剪力鉸構(gòu)造，縮短了鋼梁的溫度跨度，橋梁溫度變化時(shí)鋼梁梁端伸縮量值顯著減小，斜拉橋主塔兩側(cè)斜拉索索力變化基本一致，可顯著降低溫度荷載作用下主塔的彎矩。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確；
[0017]2、結(jié)構(gòu)受力安全合理，運(yùn)營(yíng)性能良好，維護(hù)簡(jiǎn)便；
[0018]3、優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力，減少工程造價(jià)。
[0019]本發(fā)明適用于雙塔或多塔的鋼箱梁斜拉橋，尤其適用于跨數(shù)較多或鋼箱梁較長(zhǎng)的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是采用本發(fā)明的鋼箱梁斜拉橋剪力鉸A設(shè)置位置圖；
[0021]圖2是剪力鉸立面構(gòu)造圖；
[0022]圖3是剪力鉸斷面構(gòu)造圖；
[0023]圖4是剪力鉸專用支座構(gòu)造圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參照?qǐng)D1、 2、3，本發(fā)明在斜拉橋兩塔鋼箱梁I的跨中設(shè)置預(yù)留結(jié)構(gòu)縫5，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫5 —端的鋼箱梁I與剪力鉸內(nèi)嵌小鋼箱梁2的一端采用焊接或者栓接的方式固定?’另一端的斜拉橋鋼箱梁設(shè)置插槽，插槽內(nèi)安裝剪力鉸專用支座3。插槽外裝剪力鉸限位裝置4。
[0025]參照?qǐng)D4，所述剪力鉸專用支座3的上墊板10通過螺栓連接在鋼箱梁I的內(nèi)部，下墊板11通過螺栓連接在小鋼箱梁2上。球冠襯板6與上墊板相連，支座下座板12頂面凹槽與球冠襯板6及其下的球面聚四氟乙烯滑板7吻合，支座下墊板11與下座板12之間設(shè)置平面聚四氟乙烯滑板8，下墊板上有供平面聚四氟乙烯滑板8滑動(dòng)的不銹鋼板9。
[0026]球冠襯板6可沿球面聚四氟乙烯滑板7滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)剪力鉸專用支座的轉(zhuǎn)動(dòng)。平面聚四氟乙烯滑板8可沿下墊板表面上的不銹鋼板9滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)剪力鉸專用支座的縱向滑動(dòng)。
[0027]參照?qǐng)D2，剪力鉸限位裝置4為焊接或栓接在小鋼箱梁上的擋板，剪力鉸限位裝置可防止相對(duì)位移過大時(shí)，小鋼箱梁從斜拉橋鋼箱梁設(shè)置的插槽內(nèi)脫離。
[0028]能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造的施工方法，具體步驟如下:
[0029]I)選擇剪力鉸構(gòu)造的最佳布置位置，兩塔斜拉橋一般選擇在鋼箱梁的跨中；多塔斜拉橋根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)；
[0030]2)根據(jù)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算剪力鉸需設(shè)置的伸縮量AL，其中由溫度荷載造成的伸縮量表達(dá)式為AL=aLAT ;
[0031]式中，a為鋼材線膨脹系數(shù)，L為鋼箱梁的溫度跨度，AT為溫度變化量；
[0032]3)在需要設(shè)置剪力鉸構(gòu)造的位置，根據(jù)伸縮量需要設(shè)置預(yù)留結(jié)構(gòu)縫5，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫寬度不小于AL ;預(yù)留結(jié)構(gòu)縫一端的鋼箱梁與內(nèi)嵌小鋼箱梁的一端采用焊接或者栓接的方式固定；另一端的斜拉橋鋼箱梁設(shè)置插槽，插槽內(nèi)安裝剪力鉸專用支座；
[0033]4)斜拉橋安裝剪力鉸構(gòu)造時(shí)，先將帶有插槽的鋼箱梁I安裝到位，再將帶有內(nèi)嵌小箱梁2的鋼箱梁準(zhǔn)確定位，并安裝在的插槽內(nèi)的剪力鉸專用支座3之間，安裝完畢后安裝剪力鉸限位裝置，可防止相對(duì)位移過大時(shí)，小鋼箱梁從插槽內(nèi)脫離。剪力鉸限位裝置結(jié)構(gòu)為焊接或栓接在小鋼箱梁上的擋板。
[0034]剪力鉸構(gòu)造的安裝方法為，先將剪力鉸專用支座3上側(cè)墊板10通過螺栓連接在鋼箱梁的內(nèi)部，下側(cè)墊板11通過螺栓連接在小鋼箱梁上；球冠襯板6與上墊板相連，支座下座板12頂面凹槽與球冠襯板6及球面聚四氟乙烯滑板7吻合。支座下墊板11與下座板12之間設(shè)置平面聚四氟乙烯滑板8，下墊板上裝有供平面聚四氟乙烯滑板8滑動(dòng)的不銹鋼板9。
[0035]鋼箱梁斜拉橋采用本發(fā)明6，當(dāng)結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時(shí)，內(nèi)嵌小鋼箱梁2在斜拉橋鋼箱梁I中滑動(dòng)，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫5將發(fā)生變化，斜拉橋鋼箱梁發(fā)生的伸縮量以主塔為中心向主塔兩側(cè)對(duì)稱伸縮，由此造成的斜拉橋索力變化量以主塔為中心對(duì)稱變化，而且其伸縮量值也會(huì)大為降低，不會(huì)對(duì)主塔造成附加彎矩。
[0036]本發(fā)明通過設(shè)置剪力鉸構(gòu)造，縮短了鋼梁的溫度跨度，橋梁溫度變化時(shí)鋼梁梁端伸縮量值顯著減小，斜拉橋主塔兩側(cè)斜拉索索力變化基本一致，可顯著降低溫度荷載作用下主塔的彎矩。
[0037]本發(fā)明適用于兩塔或多塔的鋼箱梁斜拉橋，尤其適用于跨數(shù)較多或鋼箱梁較長(zhǎng)的情況。兩塔斜拉橋一般的選擇在鋼箱梁的跨中；多塔斜拉橋則可根據(jù)需要，在中跨跨中設(shè)置一個(gè)或在每一跨的跨中在設(shè)置多個(gè)。
【權(quán)利要求】
1.能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造，其特征在于在斜拉橋兩塔鋼箱梁的跨中設(shè)置預(yù)留結(jié)構(gòu)縫，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫一端的鋼箱梁與剪力鉸內(nèi)嵌小鋼箱梁的一端采用焊接或者栓接的方式固定；另一端的斜拉橋鋼箱梁設(shè)置插槽，插槽內(nèi)安裝剪力鉸專用支座；插槽外裝剪力鉸限位裝置； 所述剪力鉸專用支座的上墊板通過螺栓連接在鋼箱梁的內(nèi)部，下墊板通過螺栓連接在小鋼箱梁上；球冠襯板與上墊板相連，支座下座板頂面凹槽與球冠襯板及其下的球面聚四氟乙烯滑板吻合；支座下墊板與下座板之間設(shè)置平面聚四氟乙烯滑板，下墊板上有供平面聚四氟乙烯滑板滑動(dòng)的不銹鋼板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造，其特征在于剪力鉸限位裝置(4)為焊接或栓接在小鋼箱梁上的擋板。
3.—種權(quán)利要求1所述的能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造的施工方法，其特征在于具體步驟如下: 1)選擇剪力鉸構(gòu)造的最佳布置位置，兩塔斜拉橋選擇在鋼箱梁的跨中；多塔斜拉橋根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)； 2)根據(jù)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算剪力鉸需設(shè)置的伸縮量AL，其中由溫度荷載造成的伸縮量表達(dá)式為AL=aLAT，式中，a為鋼材線膨脹系數(shù)，L為鋼箱梁的溫度跨度，Λ T為溫度變化量； 3)在需要設(shè)置剪力鉸構(gòu)造的位置，根據(jù)伸縮量需要設(shè)置預(yù)留結(jié)構(gòu)縫，預(yù)留結(jié)構(gòu)縫寬度不小于AL ;預(yù)留結(jié)構(gòu)縫一端的鋼箱梁與內(nèi)嵌小鋼箱梁的一端采用焊接或者栓接的方式固定；另一端的斜拉橋鋼箱梁設(shè)置插槽，插槽內(nèi)安裝剪力鉸專用支座； 4)斜拉橋安裝剪力鉸構(gòu)造時(shí)，先將帶有插槽的鋼箱梁安裝到位，再將帶有內(nèi)嵌小箱梁的鋼箱梁準(zhǔn)確定位，并安裝在的插槽內(nèi)的剪力鉸專用支座之間，安裝完畢后安裝剪力鉸限位裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種權(quán)利要求1所述的能解決鋼箱梁斜拉橋溫度效應(yīng)的剪力鉸構(gòu)造的施工方法，其特征在于剪力鉸專用支座安裝方法為，先將剪力鉸專用支座(3)上側(cè)墊板(10)通過螺栓連接在鋼箱梁的內(nèi)部，下側(cè)墊板(11)通過螺栓連接在小鋼箱梁上；球冠襯板(6)與上墊板相連，支座下座板(12)頂面凹槽與球冠襯板(6)及球面聚四氟乙烯滑板(7)吻合；支座下墊板(11)與下座板(12)之間設(shè)置平面聚四氟乙烯滑板(8)，下墊板上裝有供平面聚四氟乙烯滑板(8 )滑動(dòng)的不銹鋼板(9 )。
【文檔編號(hào)】E01D21/00GK103669199SQ201310681301
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王碧波, 寧伯偉, 肖德存, 劉博 , 謝瑞杰 申請(qǐng)人:中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司